基于校园机会网络的协作小组缓存调度策略

摘要

目前，大多数缓存管理方法都集中在单节点。本文提出了一种在校园协作学习背景下缓存共享的协作小组资源调度方法。其中，定义节点活跃度描述了移动节点的缓存空间利用率和节点参与转发消息积极性。消息树描述了消息在网络中的扩散程度。以协作小组为单位建立已送达消息链表，对已成功投递消息所占缓存空间及时进行释放。与已有算法相比，消息投递率平均提高了10.53%（实际算出来大约8.9%？）。

1.引言

建立合适的缓存策略可以对节点缓存空间内的消息进行管理调度，对消息的留存或优先度进行调整，从而最大化利用节点缓存空间提高消息传递率。

校园移动机会网络是一种无线自组织网络。 其中学习者节点可以通过手持智能设备参与校园协作学习 . 每个学习者都是一个参与交流的学习者节点， 节点在网络中的积极性反映了节点的活跃度， 其交互方式取决于学习者的群体以及群体中学习者的信息所形成的机会网络 . 在校园协作学习背景下， 同一协作学习存在多个学习者节点且协作小组内部学习节点之间交流密切， 因此可建立适当的缓存互联管理机制对同一协作小组的缓存空间进行统一管理， 有效降低消息的冗余程度并减少由于缓存空间不足而出现的消息传输失败等问题。

本文首先介绍了通过消息在网络中的扩散程度计算消息自身效用值，如果消息在网络中扩散程度低，则消息的效用值高，在存储空间不足的情况下优先对效用值高的消息进行扩散转发；然后通过节点缓存空间使用率和缓存空间空闲率计算节点的空间利用率；接着由节点转发的消息效用值之和和节点自身的空间利用率确定节点的活跃度；最后提出算法，实验表明，在缓存空间受限的情况下，该算法可以有效提高消息传递率。

2.相关工作

上述文献中对缓存模式进行分类、 预测节点移动轨迹以及改善节点传输环境等方面进行了分析与研究 . 以上文献中均未对以校园机会网为背景形成的协作小组之间实现缓存共享进行研究， 这些方案提及的缓存管理策略均不适用于校园机会网络情景下的协作小组缓存调度情况 . 因此本文提出基于校园机会网络的协作小组缓存调度策略， 通过评估消息在网络中的扩散度以及节点缓存空间的利用率对节点活跃度进行建模， 并且及时删除已送达的消息释放节点的缓存空间 . 本文实验部分与文献 ［9］ 和文献 ［10］ 中提出的算法 ICMT 和 NSFRE 以及经典算法 Epidemic 进行对比并将实验数据进行归一化处理， 可得本文提出的算法与其他算法相比， 消息投递成功率平均提高10. 53%.

3.节点活跃度模型构建

3.1消息效用建模

消息的转发路径用消息树进行记录。
根据消息q的扩散情况计算全局的扩散程度：


个节点相遇时， 需要对q的消息树进行更新：两个消息树查询双方共同存在的小组ID并对小组ID相同的叶子节点进行合并； 在消息树中添加对方消息树中存在但是自身无记录的小组ID及其叶子节点. 如图1~3所示：